UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II

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Gianmaria Gioia
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Il modello SIRANE per valutare la qualità Relatori Ch.mo Prof. Ing. Massimiliano Fabbricino Ch.mo Prof. Ing. Fabio Murena Correlatrice Dott.

1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II Scuola Politecnica e delle Scienze di Base Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile ed Ambientale CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA PER L AMBIENTE ED IL TERRITORIO Il modello SIRANE per valutare la qualità Relatori Ch.mo Prof. Ing. Massimiliano Fabbricino Ch.mo Prof. Ing. Fabio Murena Correlatrice Dott.ssa Grazia Fattoruso Candidata Antonella Cornelio Matr. M67/378 Anno Accademico 217/218 1

2 Obiettivi Valutare la qualità dell aria nella città di Portici attraverso l elaborazione di scenari di concentrazione degli inquinanti a scala stradale con un approccio modellistico basato sull utilizzo del software di simulazione SIRANE. Validare gli scenari utilizzando MONICA, un dispositivo sensoriale mobile low cost, sviluppato da ENEA CR Portici, per il monitoraggio pervasivo della qualità dell aria. 2

3 Il controllo della qualità dell aria Centraline fisse: ARPA Sensori mobili: MONICA Modelli di simulazione della dispersione degli inquinanti 3

4 SIRANE Software, sviluppato dal Laboratoire de Mécanique des Fluides et d Acoustique dell Ecole Centrale de Lyon che simula la dispersione degli inquinanti Descrivere l evoluzione spaziale e temporale degli inquinanti attraverso delle mappe di qualità dell aria Valutare l esposizione della popolazione Effettuare previsioni sulla qualità dell aria per mettere in atto politiche per la riduzione delle emissioni 4

5 Caratteristiche di SIRANE Rete stradale Tessuto urbano Atmosfera esterna 5

stimate indipendentemente da ciò che avviene nell intervallo temporale precedente La concentrazione media all interno di ciascuna

6 Caratteristiche di SIRANE - 2 Inquinante uniformemente distribuito all interno del volume Adotta un approccio quasi stazionario; per ogni intervallo temporale la dispersione degli inquinanti è calcolata considerando condizioni stazionarie e le concentrazioni sono stimate indipendentemente da ciò che avviene nell intervallo temporale precedente La concentrazione media all interno di ciascuna strada è modellata attraverso un modello a box, effettuando un bilancio sui flussi di inquinanti entranti ed uscenti dal volume di controllo 6

7 Area studio: città di Portici 7

8 Area studio: città di Portici 7

9 Raccolta dati Geometria degli edifici Dati meteorologici Emissioni veicolari Concentrazioni di fondo 8

10 Geometria degli edifici 9

delle concentrazioni in prossimità del suolo a causa dei fenomeni di ricircolo che

11 Geometria degli edifici Lo street canyon è caratterizzato da una dispersione di inquinanti molto limitata a causa degli edifici che delimitano la strada: aumento delle concentrazioni in prossimità del suolo a causa dei fenomeni di ricircolo che portano ad una stagnazione degli inquinanti W H W H > 3 strada aperta 3 street canyon 9

12 Dati meteorologici 1

13 Emissioni veicolari E = L n veic f emis 1 Category CO NOx Buses Heavy Duty Trucks Light Commercial Vehicles Motorcycles Passenger Cars

14 Concentrazioni di fondo 12

15 Scenari di simulazione CO 13

16 Scenari di simulazione CO 13

17 Scenari di simulazione NO 2 14

18 Scenari di simulazione NO 2 14

19 Scenari di simulazione O 3 15

20 Scenari di simulazione O 3 15

21 Validazione del modello MONICA (MONItoraggio Cooperativo della qualità dell Aria) ENEA CR Portici Sistema multisensoriale mobile in grado di misurare gli agenti inquinanti dell aria 16

22 Validazione del modello MONICA (MONItoraggio Cooperativo della qualità dell Aria) ENEA CR Portici Sistema multisensoriale mobile in grado di misurare gli agenti inquinanti dell aria 16

23 Mappe delle concentrazioni di CO misurate con MONICA 17

24 Mappe delle concentrazioni di NO 2 misurate con MONICA 18

25 Mappe delle concentrazioni di O 3 misurate con MONICA 19

26 Confronto valori misurati vs valori stimati 3 4 CO CO MONICA CO SIRANE CO MONICA CO SIRANE CO MONICA CO SIRANE CO MONICA CO SIRANE CO MONICA CO SIRANE CO MONICA CO SIRANE CO MONICA CO SIRANE 2

27 Confronto valori misurati vs valori stimati 1 2 NO NO2 MONICA NO2 SIRANE NO2 MONICA NO2 SIRANE NO2 MONICA NO2 SIRANE NO2 MONICA NO2 SIRANE NO2 MONICA NO2 SIRANE NO2 MONICA NO2 SIRANE NO2 MONICA NO2 SIRANE 21

28 Confronto valori misurati vs valori stimati O NO2 MONICA NO2 SIRANE O3 MONICA O3 SIRANE O3 MONICA O3 SIRANE O3 MONICA O3 SIRANE O3 MONICA O3 SIRANE O3 MONICA O3 SIRANE O3 MONICA O3 SIRANE 22

29 Correlazione tra valori misurati e valori stimati 23

30 Conclusioni Attraverso l elaborazione di mappe di qualità dell aria, SIRANE ci ha permesso di individuare le zone critiche presenti nella città di Portici Nonostante il dataset limitato e le semplificazioni fatte si è potuto osservare una buona correlazione fra le stime spazio-temporali di SIRANE e le misurazioni in campo eseguite con MONICA. Sviluppi futuri: Intensificare le campagne del traffico Considerare il contributo di altre sorgenti inquinanti (e.g. riscaldamento domestico) Aumentare il numero di MONICA circolanti per avere un maggior grado di dettaglio sulla situazione dell inquinamento nelle diverse ore del giorno 24

31 GRAZIE A TUTTI PER L ATTENZIONE! 25

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